JPH11314942A - 着色ガラスパウダ− - Google Patents

着色ガラスパウダ−

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JPH11314942A
JPH11314942A JP13420998A JP13420998A JPH11314942A JP H11314942 A JPH11314942 A JP H11314942A JP 13420998 A JP13420998 A JP 13420998A JP 13420998 A JP13420998 A JP 13420998A JP H11314942 A JPH11314942 A JP H11314942A
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JP
Japan
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glass powder
powder
glass
mixture
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP13420998A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Tamura
進一 田邨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Boseki Co Ltd
Original Assignee
Nitto Boseki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11314942A publication Critical patent/JPH11314942A/ja
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人造石、人造大理石の製造には、水酸化アル
ミニウム、ガラスバウダー、あるいはマトリックス樹脂
に充填材を配合し硬化させて粉砕したものを、配合して
半透明性や模様の深みを出すことにより天然の石の高級
感を出そうとしている。しかしながら、単調で、平面的
な感じを除くことが困難である。 【解決手段】ガラスパウダーに炭酸カルシウム、ドロマ
イトなどと着色剤を混合し700℃以上に焼成し、結晶
化したものを粉砕し、着色ガラスバウダーとする。 こ
のガラスパウダーの粒子には、結晶部分、透明部分、着
色の濃淡などがあるので、これらがマトリックス樹脂中
で複雑に重なり合ったいろいろ感じの違う反射光、透過
光を発生することにより、より深みのある、高級感のあ
る人造石、或いは人造大理石を作ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に洗面化粧台、
バスタブ、キッチンカウンター等の材料に好適に用いら
れる人造石或いは人造大理石に関する。
【0002】
【従来の技術】人造大理石は、外観に優れると共に天然
の大理石に比べて、安価で軽量で大型成型が可能である
ことから、浴槽等の材料として広く用いられている。人
造大理石は、一般に不飽和ポリエステル樹脂やメチルメ
タアクリレート系樹脂などのマトリックス樹脂中に無機
質充填剤を配合し、分散させた構造を有する。 また模
様については単色或いは石目調の2種に大別されるが、
後者には単純に透明マトリックス樹脂中に不透明な粒子
を配合しただけでは、透明な部分と不透明な部分の外観
の差が大きく、天然大理石の高級感のある模様を出すこ
とが出来ないので、天然大理石に近い外観をもつものに
するため種々の充填剤を使用した製造方法が考えられて
いる。代表的なものとしては、特公昭61−24357
号公報に開示された透明なマトリックス樹脂に透明な粒
子と不透明な粒子を配合したものの破砕物、あるいは特
公平7−17424号公報に開示された、透明マトリッ
クス樹脂に不透明な粒子を配合し着色した粒度の違う粉
砕物の互いに色調を異にする数種類の組合わせたものな
どを充填剤として使用するものがあげられる。 これら
の方法はいずれも、マトリックス樹脂に充填剤を配合し
硬化させた人造大理石を粉砕し、充填剤と共に再度マト
リックス樹脂に配合して硬化させなければならなかっ
た。しかも風合いが平面的で、天然石に比ぺて立体感、
深み、およびラメ調が十分満足できるものではなかっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は充填剤
を入れたマトリックス樹脂硬化物を粉砕したものを配合
することなく、ガラスパウダーをマトリックス樹脂に配
合するだけで、深みのあるラメ調の色柄を有する人造
石、人造大理石を製造することが可能なガラスパウダー
を製造すること、及び深みのあるラメ調を調節可能にす
ることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、このような
課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ガラスパ
ウダーを部分的に結晶化させ、さらにその部分を着色す
ることにより、ガラスパウダー中に、結晶部分、着色の
濃い部分、薄い部分、透明な部分を作り粉砕することに
より、マトリックス樹脂中のガラスパウダーに光線が当
たった時、いろいろ感じの違う反射光、及び透過光に分
かれたものが得られるようにして課題を解決したもので
ある。本発明において、ラメ調とは、バウダー粒子が分
散した成型品の層において、厚さに深みが感じられるだ
けでなく、複雑に重なり合ったいろいろ感じの違う反射
光、及び透過光による高級感を感じられる状態をいう。
即ち、本発明は、ガラス粉末に炭酸カルシウム、ドロマ
イト、珪酸カルシウムから選ばれた少なくとも一種類の
微粉末および着色剤として遷移金属、希土類金属酸化
物、或いはこれらの化合物から選ばれた少なくとも一種
類を混合したのち、700℃以上の温度で焼成し、ウオ
ラストナイトまたはアノ一サイトの結晶、或いはこらら
の結晶の混合物を0.1−20重量%析出させ、粉砕し
た着色ガラスパウダーを提供するものである。
【0005】 本発明に使用するガラスパウダーとして
は耐水性に優れたガラスで、組成中にSiO2 、或いは
SiO2 とAl2 3 を主成分として含み、CaOの含
有量の多い鉱物の微粉末と高温で反応し、ウォラストナ
イトまたはアノ一サイトの結晶、或いはこららの結晶の
混合物を0.1−20重量%析出させることが可能な組
成の中から、製造のし易さ、コスト、耐熱水性、発色
性、透明性、マトリックス樹脂の屈折率に近いものなど
を考慮して選択される。
【0006】そのなかで代表的なガラスの組成として、
耐熱水性に優れたガラス繊維の製造に広く使用されてい
るEガラスがあり、その組成は重量%で、SiO2
2−56%、Al2 3 12−16%、B2 3
−13%、MgO 0−6% CaO 16ー25%、
2 O 0−3%がある。本発明では、このようなガラ
スをボールミルなどの公知の粉砕方法により40メッシ
ュ(420μm)以下に粉砕し、必要があれば「フル
イ」などで分級し粒度を揃える。ついでこのガラスパウ
ダーの表面に炭酸カルシウム、ドロマイト、珪酸カルシ
ウムなどの成分中に多量のCaOを含む鉱物から選ばれ
た少なくとも一種類の鉱物粉末、着色剤として遷移金
属、希土類金属酸化物、或いはこれらの化合物から選ば
れた少なくとも一種類の微粉末が付着するよう混合され
る。
【0007】これらの鉱物は加熱により、ガラス粒子の
表面にウオラストナイトまたはアノ一サイトの結晶、或
いはこららの結晶の混合物を効果的に析出させるため
に、これらの鉱物の粉末の粒度は小さい事が望ましく、
200メッシュ以下が望ましい。また、着色のために配
合される遷移金属、希土類金属化合物として、酸化物に
は、酸化チタン、酸化クロム、酸化銅、酸化コバルト、
酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化第二鉄、酸化バナジ
ウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化イットリウ
ム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウ
ム、酸化ユーロピウムなど、水溶性化合物としては、硫
酸第二鉄、硝酸第二銅、硫酸ニソケル、メタバナジン酸
アンモン、塩化セリウムなどの中から着色したい色に合
わせて好ましいものが選択される。例えば酸化チタンは
白、酸化鉄は赤、酸化セリウムは黄色の着色に使用され
る。炭酸カルシウム、ドロマイト、珪酸カルシウムなど
の成分中に多量のCaOを含む鉱物はガラス粒子の表面
に接した状態で700℃以上の高温で加熱されると接点
で固溶体が生じ、これらの鉱物の融点がガラスよりも高
いので、カルシウムの多い成分がガラス側に拡散してい
き、ガラス粒子の表面、或いは内部にウオラストナイト
(CaSiO3 )またはアノ一サイト(CaAl2 Si
3 )の結晶が成長する。加熱温度が高すぎるとガラス
粒子が溶融し、互いに融着し、加熱後の粉砕に余計なエ
ネルギーが必要となるばかりでなく、表面に付着した鉱
物も溶解し相互に成分の拡散が起き、結晶の発生が減少
する場合もあるので混合する鉱物の種類と配合量により
変わるが、加熱温度の上限としては、1050℃以下が
望ましい。またその配合量は、加熱後の焼成物中に未反
応の鉱物粉末が多いと、単なる不透明粒子と同じ性質を
示すことになり、本発明の効果を減少させるので、発生
させる結晶の量に応じて適当な量が計算、或いは経験に
より決められる。また、そのような未反応物が水や酸な
どで容易に除去出来るものであれば、水や酸で処理する
工程を付加する事もできる。さらに、ガラス粉末の表面
を結晶が覆ってしまったら、ガラス粉末を更に細かく粉
砕し、樹脂に接する部分で、透明な部分が表面に表れる
ようにすると色に深みがでる効果が持続される。
【0008】これらの混合物は、たとえば、アルミナ粉
末を薄く敷き詰めた、耐火物プレート上に層状に広げら
れ加熱炉に入れられ焼成される様な公知の加熱方法が使
用される。加熱時間は、高温でもあまりに短時間では反
応が進まず、高温で長時間加熱すれば結晶化が促進され
るが、結晶の発生量がある程度以上になるとガラスの透
明性が失われ、それ以上の発生は無意味となり、結晶の
増加率も鈍ってくるなどの効率を考慮すると、すくなく
とも30分以上、2時間以下が適当である。このように
焼成されたガラスは一部融着して塊状、板状などの形状
になっているのでローラーミル、ボールミルなどの公知
の粉砕手段で、40メッシュ以下に粉砕される。また、
10μm以下の微粉末の量が多いと、成型品の透明性が
失われ、模様の深みがなくなるのでこのようなときは分
級して除去してもよい。粉砕されたガラスパウダー中に
は、ウオラストナイトまたはアノ一サイトの結晶、或い
はこれらの結晶の混合物が0.1−20重量%析出して
いるが、結晶の量が0.1重量%以下では、マトリック
ス樹脂中に配合した効果がはっきりせず、20重量%以
上ではガラス粒子を透過する光が少なくなり、完全に不
透明な粒子と同じ効果しかない。しかしながら粉砕によ
りガラス粒子に結晶の少ない面をつくれば透明性が増す
という効果がある。なお、ガラス中の結晶量はX線回折
法により測定する事が出来る。
【0009】通常、この着色ガラスパウダーの表面はマ
トリックス樹脂との結合を強固にするため使用するマト
リックス樹脂の種類に合わせてシランカップリング剤な
どの表面処理剤により処理したものを使用する。
【0010】この着色ガラスパウダーを1種類或いは数
種類、常法により透明な樹脂中に分散させれば、耐熱水
性及び意匠性に優れた人造大理石を得ることが出来る。
また粒子の大きさを0.1−1.0mmの大きさにし
て、白と黒或いは赤の粒子を適宜配合することにより粒
子が鮮明に表れた、立体感に富んだ天然御影石調人造石
とすることも出来る。配合するマトリックス樹脂として
は、透明な樹脂であれば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
いずれでもよいが、そのような、樹脂としては、ポリカ
−ボネート樹脂(屈折率 1.586)、ポリスチレン
樹脂(屈折率 1.59)、ポリプロピレン樹脂(屈折
率 1.54)、ポリアセタール樹脂(屈折率 1.4
8)、ナイロン樹脂(屈折率 1.53)などの熱可塑
性樹脂、アクリル樹脂(屈折率1.48−1.57)、
不飽和ポリエステル樹脂(1.52−1.57)、エポ
キシ樹脂 (屈折率 1.61) 等の熱硬化性樹脂があげ
られ、透明性の高い物が望ましい
【0011】着色ガラスパウダーは、透明な樹脂100
重量部にたいして、5O−200重量部配合されことが
望ましい。このほかに、樹脂と屈折率の近い水酸化アル
ミニウムが透明性の阻害が少ない無機充填剤として併用
する事が出来、このようなものとして他にガラス繊維な
どがある。着色ガラスパウダーは熱可塑性樹脂において
は、射出成形による成形法が好適であり、熱硬化性樹脂
の成形においては、マトリックス樹脂に本発明のガラス
パウダーを混合し、重合開始剤を混合した物を成形型に
入れ、加熱下にて成形する。 得られた成型品はそのま
ま、或いは表面を研磨した後、各種内装用及び外装用建
材、バスタブ、洗面用タブ、テーブルトップなどの用途
に共する事が出来る。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、ガラス粒子の表面にC
aの含有量の多い鉱物の微粉と着色用鉱物を付着させ、
高温焼成するので、ガラス粒子表面からウォラストナイ
トまたはアノ一サイトの結晶、或いはこららの結晶の混
合物が0.1−20重量%析出し、表面の部分が色濃く
着色し、粒子の中心部はなかなか着色しない、このため
焼成後に粉砕したガラスパウダーにはミクロに見ると、
結晶が光を反射する部分、光を透過する着色した部分、
着色の濃い部分、薄い部分、着色してしかも光を反射す
る部分、透明で光を透過する部分、樹脂との境界で全反
射する部分と複雑な構成となり、このガラスパウダーを
透明或いは半透明な樹脂中に配合した成型品は、高級感
あふれる、深みのある、ラメ調の発現した人造大理石、
或いは天然御影石に近い御影石を製造することが出来
る。このラメ調は表1の結果からも判るように結晶の量
を増減する事により調整することができる。
【0013】
【実施例】実施例により本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例に限られるものではない 実施例1 ボールミルで40メッシュ以下に粉砕したEガラス粉末
100重量部に、平均粒径70μmの炭酸カルシウムを
5重量部添加し、青色の着色剤であるCoOの微粉末を
0.01重量部添加し、混練する。これを950℃で1
時間焼成する結晶化工程を経て、冷却、粉砕した上、シ
ランカップリング剤により表面処理して、平均粒径50
μmのガラスパウダーとした。このガラスパウダ−15
0gに不飽和ポリエステル樹脂100g及び硬化剤1g
加え、混練し、真空脱泡した。この混合物を成形型に注
入し、60℃で1時間維持した後、80℃で1時間加熱
硬化させた。このようして得た人造大理石の表面の透明
感およびラメ調の発現についての評価を表1に示す。
【0014】実施例2−5 実施例2、 3、 4、5として、炭酸カルシウムを10重
量%、15重量%、20重量%、30重量%添加し、以
下実施例1と同様の方法により人造大理石を製造し、表
面の透明感及びラメ調の発現についての評価を表1に示
す。
【0015】比較例1 従来使用されていた、Eガラス組成のガラスパウダ−を
充填剤として使用した他は実施例1と同様の方法により
人造大理石を製造し、表面の透明感及びラメ調の発現に
ついての評価を表1に示す。なおこれらの評価は、パネ
リスト5名による3段階の相対評価の平均である。
【0016】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 14:22 14:26) 111:54

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼成してガラスパウダーを0.1−20
    重量%結晶化させると同時に遷移金属、希土類金属の化
    合物から選ばれた1種類あるいは複数の混合物で着色し
    たことを特徴とする着色ガラスバウダー。
  2. 【請求項2】 ガラスパウダー中の結晶鉱物が、ウォラ
    ストナイト又はアノ一サイトあるいはこれらの混合物で
    あることを特徴とする請求項1記載の着色ガラスバウダ
    ー。
  3. 【請求項3】 40メッシュ以下のEガラスパウダー
    と、ガラスパウダー重量の0.1−401重量%で粒度
    が200メッシュ以下の炭酸カルシウム、ドロマイト、
    珪酸カルシウムから選ばれた少なくとも1種の鉱物粉
    末、及び遷移金属、或いは希土類金属の化合物を少なく
    とも1種類、ガラス重量の0.001−5重量%混合
    後、700℃以上の温度で焼成し、粉砕する着色ガラス
    パウダーの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1、2、3記載のガラスパウダー
    を配合した樹脂成型品。
  5. 【請求項5】 着色ガラスパウダー中の結晶鉱物量を変
    えることにより、樹脂成型品のラメ調を調整する樹脂成
    形品の製造方法。
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